12-tums safirskiva C-plan SSP/DSP
Detaljerat diagram
Safir Introduktion
Safirskivor är ett enkristallsubstratmaterial tillverkat av högren syntetisk aluminiumoxid (Al₂O₃). Stora safirkristaller odlas med avancerade metoder som Kyropoulos (KY) eller värmeväxlingsmetoden (HEM), och bearbetas sedan genom skärning, orientering, slipning och precisionspolering. På grund av sina exceptionella fysikaliska, optiska och kemiska egenskaper spelar safirskivor en oersättlig roll inom halvledare, optoelektronik och avancerad konsumentelektronik.
Vanliga safirsyntesmetoder
| Metod | Princip | Fördelar | Huvudsakliga tillämpningar |
|---|---|---|---|
| Verneuil-metoden(Flamfusion) | Högrent Al₂O₃-pulver smälts i en vätegasflamma, dropparna stelnar lager för lager på ett frö | Låg kostnad, hög effektivitet, relativt enkel process | Safirer av ädelstenskvalitet, tidiga optiska material |
| Czochralski-metoden (CZ) | Al₂O₃ smälts i en degel och en ympkristall dras långsamt uppåt för att kristallen ska växa. | Producerar relativt stora kristaller med god integritet | Laserkristaller, optiska fönster |
| Kyropoulos-metoden (KY) | Kontrollerad långsam kylning gör att kristallen kan växa gradvis inuti degeln | Kan odla stora kristaller med låg stress (tiotals kilogram eller mer) | LED-substrat, smartphoneskärmar, optiska komponenter |
| HEM-metoden(Värmeväxling) | Kylningen börjar från degelns topp, kristallerna växer nedåt från fröet | Producerar mycket stora kristaller (upp till hundratals kilogram) med jämn kvalitet | Stora optiska fönster, flyg- och rymdteknik, militär optik |
Kristallorientering
| Orientering / Plan | Miller-index | Egenskaper | Huvudsakliga tillämpningar |
|---|---|---|---|
| C-plan | (0001) | Vinkelrätt mot c-axeln, polär yta, atomer arrangerade likformigt | LED, laserdioder, GaN epitaxiella substrat (mest använda) |
| A-plan | (11-20) | Parallell med c-axeln, opolär yta, undviker polarisationseffekter | Opolär GaN-epitaxi, optoelektroniska komponenter |
| M-plan | (10-10) | Parallell med c-axeln, opolär, hög symmetri | Högpresterande GaN-epitaxi, optoelektroniska komponenter |
| R-plan | (1-102) | Lutande mot c-axeln, utmärkta optiska egenskaper | Optiska fönster, infraröda detektorer, laserkomponenter |
Specifikation för safirskivor (anpassningsbar)
| Punkt | 1-tums C-plan (0001) 430 μm safirskivor | |
| Kristallmaterial | 99,999 %, hög renhet, monokristallin Al2O3 | |
| Kvalitet | Prime, Epi-Ready | |
| Ytorientering | C-plan (0001) | |
| C-planets vinkel mot M-axeln 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 25,4 mm +/- 0,1 mm | |
| Tjocklek | 430 μm +/- 25 μm | |
| Enkelsidigt polerad | Framsida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| (SSP) | Baksida | Finmalet, Ra = 0,8 μm till 1,2 μm |
| Dubbelsidigt polerad | Framsida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| (DSP) | Baksida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| TTV | < 5 μm | |
| ROSETT | < 5 μm | |
| VARP | < 5 μm | |
| Rengöring / Förpackning | Renrumsrengöring och vakuumförpackning i klass 100, | |
| 25 stycken i en kassettförpackning eller enstaka förpackningar. | ||
| Punkt | 2-tums C-plan (0001) 430 μm safirskivor | |
| Kristallmaterial | 99,999 %, hög renhet, monokristallin Al2O3 | |
| Kvalitet | Prime, Epi-Ready | |
| Ytorientering | C-plan (0001) | |
| C-planets vinkel mot M-axeln 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 50,8 mm +/- 0,1 mm | |
| Tjocklek | 430 μm +/- 25 μm | |
| Primär plan orientering | A-plan (11-20) +/- 0,2° | |
| Primär plan längd | 16,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Enkelsidigt polerad | Framsida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| (SSP) | Baksida | Finmalet, Ra = 0,8 μm till 1,2 μm |
| Dubbelsidigt polerad | Framsida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| (DSP) | Baksida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| TTV | < 10 μm | |
| ROSETT | < 10 μm | |
| VARP | < 10 μm | |
| Rengöring / Förpackning | Renrumsrengöring och vakuumförpackning i klass 100, | |
| 25 stycken i en kassettförpackning eller enstaka förpackningar. | ||
| Punkt | 3-tums C-plan (0001) 500 μm safirskivor | |
| Kristallmaterial | 99,999 %, hög renhet, monokristallin Al2O3 | |
| Kvalitet | Prime, Epi-Ready | |
| Ytorientering | C-plan (0001) | |
| C-planets vinkel mot M-axeln 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 76,2 mm +/- 0,1 mm | |
| Tjocklek | 500 μm +/- 25 μm | |
| Primär plan orientering | A-plan (11-20) +/- 0,2° | |
| Primär plan längd | 22,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Enkelsidigt polerad | Framsida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| (SSP) | Baksida | Finmalet, Ra = 0,8 μm till 1,2 μm |
| Dubbelsidigt polerad | Framsida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| (DSP) | Baksida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| TTV | < 15 μm | |
| ROSETT | < 15 μm | |
| VARP | < 15 μm | |
| Rengöring / Förpackning | Renrumsrengöring och vakuumförpackning i klass 100, | |
| 25 stycken i en kassettförpackning eller enstaka förpackningar. | ||
| Punkt | 4-tums C-plan (0001) 650 μm safirskivor | |
| Kristallmaterial | 99,999 %, hög renhet, monokristallin Al2O3 | |
| Kvalitet | Prime, Epi-Ready | |
| Ytorientering | C-plan (0001) | |
| C-planets vinkel mot M-axeln 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 100,0 mm +/- 0,1 mm | |
| Tjocklek | 650 μm +/- 25 μm | |
| Primär plan orientering | A-plan (11-20) +/- 0,2° | |
| Primär plan längd | 30,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Enkelsidigt polerad | Framsida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| (SSP) | Baksida | Finmalet, Ra = 0,8 μm till 1,2 μm |
| Dubbelsidigt polerad | Framsida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| (DSP) | Baksida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| TTV | < 20 μm | |
| ROSETT | < 20 μm | |
| VARP | < 20 μm | |
| Rengöring / Förpackning | Renrumsrengöring och vakuumförpackning i klass 100, | |
| 25 stycken i en kassettförpackning eller enstaka förpackningar. | ||
| Punkt | 6-tums C-plan (0001) 1300 μm safirskivor | |
| Kristallmaterial | 99,999 %, hög renhet, monokristallin Al2O3 | |
| Kvalitet | Prime, Epi-Ready | |
| Ytorientering | C-plan (0001) | |
| C-planets vinkel mot M-axeln 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 150,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Tjocklek | 1300 μm +/- 25 μm | |
| Primär plan orientering | A-plan (11-20) +/- 0,2° | |
| Primär plan längd | 47,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Enkelsidigt polerad | Framsida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| (SSP) | Baksida | Finmalet, Ra = 0,8 μm till 1,2 μm |
| Dubbelsidigt polerad | Framsida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| (DSP) | Baksida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| TTV | < 25 μm | |
| ROSETT | < 25 μm | |
| VARP | < 25 μm | |
| Rengöring / Förpackning | Renrumsrengöring och vakuumförpackning i klass 100, | |
| 25 stycken i en kassettförpackning eller enstaka förpackningar. | ||
| Punkt | 8-tums C-plan (0001) 1300 μm safirskivor | |
| Kristallmaterial | 99,999 %, hög renhet, monokristallin Al2O3 | |
| Kvalitet | Prime, Epi-Ready | |
| Ytorientering | C-plan (0001) | |
| C-planets vinkel mot M-axeln 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 200,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Tjocklek | 1300 μm +/- 25 μm | |
| Enkelsidigt polerad | Framsida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| (SSP) | Baksida | Finmalet, Ra = 0,8 μm till 1,2 μm |
| Dubbelsidigt polerad | Framsida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| (DSP) | Baksida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| TTV | < 30 μm | |
| ROSETT | < 30 μm | |
| VARP | < 30 μm | |
| Rengöring / Förpackning | Renrumsrengöring och vakuumförpackning i klass 100, | |
| Förpackning i ett stycke. | ||
| Punkt | 12-tums C-plan (0001) 1300 μm safirskivor | |
| Kristallmaterial | 99,999 %, hög renhet, monokristallin Al2O3 | |
| Kvalitet | Prime, Epi-Ready | |
| Ytorientering | C-plan (0001) | |
| C-planets vinkel mot M-axeln 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 300,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Tjocklek | 3000 μm +/- 25 μm | |
| Enkelsidigt polerad | Framsida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| (SSP) | Baksida | Finmalet, Ra = 0,8 μm till 1,2 μm |
| Dubbelsidigt polerad | Framsida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| (DSP) | Baksida | Epipolerad, Ra < 0,2 nm (enligt AFM) |
| TTV | < 30 μm | |
| ROSETT | < 30 μm | |
| VARP | < 30 μm | |
Produktionsprocess för safirskivor
-
Kristalltillväxt
-
Odla safirboule (100–400 kg) med Kyropoulos (KY)-metoden i dedikerade kristallodlingsugnar.
-
-
Götborrning och formning
-
Använd en borrpip för att bearbeta kulan till cylindriska tackor med diametrar på 2–6 tum och längder på 50–200 mm.
-
-
Första glödgning
-
Inspektera göten för defekter och utför den första högtemperaturglödgningen för att avlasta inre spänningar.
-
-
Kristallorientering
-
Bestäm safirtackans exakta orientering (t.ex. C-plan, A-plan, R-plan) med hjälp av orienteringsinstrument.
-
-
Flertrådssågskärning
-
Skär götet i tunna skivor med hjälp av flertrådsskärutrustning efter önskad tjocklek.
-
-
Inledande inspektion och andra glödgning
-
Inspektera de nyskurna wafers (tjocklek, planhet, ytdefekter).
-
Utför glödgningen igen om det behövs för att ytterligare förbättra kristallkvaliteten.
-
-
Fasning, slipning och CMP-polering
-
Utför fasning, ytslipning och kemisk-mekanisk polering (CMP) med specialutrustning för att uppnå spegelblanka ytor.
-
-
Rengöring
-
Rengör wafers noggrant med ultrarent vatten och kemikalier i en renrumsmiljö för att avlägsna partiklar och föroreningar.
-
-
Optisk och fysisk inspektion
-
Utför transmittansdetektering och registrera optiska data.
-
Mät waferparametrar inklusive TTV (Total Thickness Variation), böjning, varpning, orienteringsnoggrannhet och ytjämnhet.
-
-
Beläggning (valfritt)
-
Applicera beläggningar (t.ex. AR-beläggningar, skyddande lager) enligt kundens specifikationer.
-
Slutinspektion och förpackning
-
Utför 100 % kvalitetskontroll i ett renrum.
-
Packa wafers i kassettillvaror under rena förhållanden av klass 100 och vakuumförsegla dem före leverans.
Användningsområden för safirskivor
Safirskivor, med sin exceptionella hårdhet, enastående optiska transmittans, utmärkta termiska prestanda och elektriska isolering, används i stor utsträckning inom flera branscher. Deras tillämpningar täcker inte bara traditionella LED- och optoelektroniska industrier utan expanderar även till halvledare, konsumentelektronik och avancerade flyg- och försvarsområden.
1. Halvledare och optoelektronik
LED-substrat
Safirskivor är de primära substraten för epitaxiell tillväxt av galliumnitrid (GaN) och används ofta i blå lysdioder, vita lysdioder och mini/mikro-LED-teknik.
Laserdioder (LD)
Som substrat för GaN-baserade laserdioder stöder safirskivor utvecklingen av högpresterande laserenheter med lång livslängd.
Fotodetektorer
I ultravioletta och infraröda fotodetektorer används safirskivor ofta som transparenta fönster och isolerande substrat.
2. Halvledarkomponenter
RFIC:er (radiofrekvensintegrerade kretsar)
Tack vare sin utmärkta elektriska isolering är safirskivor idealiska substrat för högfrekventa och högeffektsmikrovågsenheter.
Kisel-på-safir (SoS)-teknik
Genom att använda SoS-teknik kan parasitisk kapacitans minskas kraftigt, vilket förbättrar kretsens prestanda. Detta används ofta inom RF-kommunikation och flygelektronik.
3. Optiska tillämpningar
Infraröda optiska fönster
Med hög transmittans i våglängdsområdet 200 nm–5000 nm används safir i stor utsträckning i infraröda detektorer och infraröda styrsystem.
Högpresterande laserfönster
Safirens hårdhet och värmebeständighet gör det till ett utmärkt material för skyddande fönster och linser i högpresterande lasersystem.
4. Konsumentelektronik
Kameralinsskydd
Safirens höga hårdhet säkerställer reptålighet för smartphone- och kameralinser.
Fingeravtryckssensorer
Safirskivor kan fungera som slitstarka, transparenta höljen som förbättrar noggrannheten och tillförlitligheten vid fingeravtrycksigenkänning.
Smartklockor och premiumskärmar
Safirskärmar kombinerar reptålighet med hög optisk klarhet, vilket gör dem populära i avancerade elektroniska produkter.
5. Flyg- och försvarsindustrin
Missilinfraröda kupoler
Safirfönster förblir transparenta och stabila under höga temperaturer och höga hastigheter.
Optiska system för flyg- och rymdfart
De används i höghållfasta optiska fönster och observationsutrustning konstruerad för extrema miljöer.
Andra vanliga safirprodukter
Optiska produkter
-
Safiroptiska fönster
-
Används i lasrar, spektrometrar, infraröda avbildningssystem och sensorfönster.
-
Sändningsräckvidd:UV 150 nm till mellan-IR 5,5 μm.
-
-
Safirglas
-
Tillämpas i högeffektslasersystem och flyg- och rymdoptik.
-
Kan tillverkas som konvexa, konkava eller cylindriska linser.
-
-
Safirprismor
-
Används i optiska mätinstrument och precisionsavbildningssystem.
-
Flyg- och försvarsindustrin
-
Safirkupoler
-
Skydda infraröda sökare i missiler, drönare och flygplan.
-
-
Safirskyddande överdrag
-
Tål höghastighetsluftflöde och tuffa miljöer.
-
Produktförpackning
Om XINKEHUI
Shanghai Xinkehui New Material Co., Ltd. är en avstörsta leverantören av optiska produkter och halvledare i Kina, grundat 2002. XKH utvecklades för att förse akademiska forskare med wafers och andra halvledarrelaterade vetenskapliga material och tjänster. Halvledarmaterial är vår huvudsakliga kärnverksamhet, vårt team är teknikbaserat, och sedan starten har XKH varit djupt involverat i forskning och utveckling av avancerade elektroniska material, särskilt inom olika wafers/substrat.
Partners
Med sin utmärkta teknologi för halvledarmaterial har Shanghai Zhimingxin blivit en betrodd partner till världens ledande företag och välkända akademiska institutioner. Med sin ihärdighet i innovation och excellens har Zhimingxin etablerat djupa samarbetsrelationer med branschledare som Schott Glass, Corning och Seoul Semiconductor. Dessa samarbeten har inte bara förbättrat den tekniska nivån på våra produkter, utan också främjat den tekniska utvecklingen inom kraftelektronik, optoelektroniska komponenter och halvledarkomponenter.
Förutom samarbete med välkända företag har Zhimingxin även etablerat långsiktiga forskningssamarbeten med toppuniversitet runt om i världen, såsom Harvard University, University College London (UCL) och University of Houston. Genom dessa samarbeten tillhandahåller Zhimingxin inte bara tekniskt stöd för vetenskapliga forskningsprojekt inom den akademiska världen, utan deltar även i utvecklingen av nya material och teknisk innovation, vilket säkerställer att vi alltid ligger i framkant inom halvledarindustrin.
Genom nära samarbete med dessa världskända företag och akademiska institutioner fortsätter Shanghai Zhimingxin att främja teknisk innovation och utveckling och tillhandahålla produkter och lösningar i världsklass för att möta den växande behoven på den globala marknaden.
